Nghiên cứu giao thức và cơ chế cho phép liên kết kiến trúc IMS với hạ tầng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - o0o LÊ QUANG HÙNG NGHIÊN CỨU GIAO THỨC VÀ CƠ CHẾ CHO PHÉP LIÊN KẾT KIẾN TRÚC IMS VỚI HẠ TẦNG MẠNG OPENFLOW – NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CƠ CHẾ THỰC THI CHÍNH SÁCH CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ TRONG MÔI TRƢỜNG IMS Chuyên ngành: Kỹ thuật truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: Ts Nguyễn Tài Hƣng Hà Nội – Năm 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn nghiên cứu thân Các nghiên cứu luận văn dựa tổng hợp lý thuyết hiểu biết thực tế mình, khơng chép từ luận văn khác Mọi thơng tin trích dẫn đƣợc tn theo luật sở hữu trí tuệ, liệt kê rõ ràng tài liệu tham khảo Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm với nội dung đƣợc viết luận văn i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC BẢNG BIỂU .vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG KIẾN TRÚC IMS 1.1 Sự đời IMS 1.1.1 Đôi nét trình chuẩn hóa IMS 1.1.2 Lợi ích IMS mang lại 1.2 Kiến tr c IMS 1.2.1 Lớp ứng dụng 1.2.1.1 Máy chủ ứng dụng 1.2.1.2 Cơ sở liệu 10 1.2.2 Lớp điều khiển 11 1.2.2.1 Chức điều khiển gọi CSCF 11 1.2.2.2 Chức đa phƣơng tiện MRF 16 1.2.2.3 Điểm tham chiếu (giao diện) 17 1.2.3 Lớp truyền tải 22 1.2.3.1 Thiết ị ngƣời sử dụng- UE 22 1.2.3.2 Giao tiếp với mạng PSTN 24 1.2.3.3 Giao tiếp với mạng GSM/GPRS 26 1.2.3.4 Giao tiếp với mạng IP 26 CHƢƠNG CÁC GIAO THỨC CHÍNH SỬ DỤNG TRONG PHÂN HỆ IMS 30 2.1 GIAO THỨC SIP 30 2.1.1 Tổng quan giao thức SIP 30 2.1.2 Cấu trúc SIP 31 2.1.2.1 Server 31 ii 2.1.2.2 Client 35 2.1.3 Bản tin SIP 36 2.2 GIAO THỨC DIAMETER 36 2.2.1 Tổng quan giao thức Diameter 36 2.2.2 Cấu trúc giao thức Diameter 38 2.2.2.1 Diameter Replay Agent 38 2.2.2.2 Diameter Proxy Agent 39 2.2.2.3 Diameter Redirect Agent 39 2.2.2.4 Diameter Translation Agent 39 2.2.3 Bản tin Diameter 39 2.2.4 Khả kiểm soát lỗi giao thức Diameter 40 2.3 Các giao thức khác 41 CHƢƠNG CÔNG NGHỆ OPENFLOW 43 3.1 Tổng quan phát triển OpenFlow 43 3.2 Kiến trúc chung 44 3.2.1 Bảng luồng (Flow table) 47 3.2.2 Đối chiếu luồng (Matching flows) 48 3.2.3 Các hoạt động thực luồng 49 3.2.4 Thống kê luồng 50 3.3 Giao thức OpenFlow 51 3.3.1 Các tin Controller-To-Switch 51 3.3.2 Các tin không đồng 52 3.3.3 Các tin đối xứng 52 3.4 Khối điều khiển OpenFlow NOX 53 3.5 Các chuyển mạch 53 3.6 Hệ điều hành mạng NOX 54 3.6.1 Tổng quan NOX 54 3.6.2 Kiến trúc NOX 54 3.6.3 Các thành phần 56 iii CHƢƠNG ĐỀ XUẤT KIẾN TRÚC KẾT HỢP NỀN TẢNG IMS VÀ HẠ TẦNG MẠNG OPENFLOW NHẰM THỰC THI CÁC CHÍNH SÁCH ĐẢM BẢO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ TRONG MÔI TRƢỜNG IMS 61 4.1 Đ t vấn đề 61 4.2 Mô tả kiến tr c đề xuất 63 4.3 Mô hình điểm tham chiếu Gx 67 4.4 Các thành phần chức 68 4.4.1 PCRF - Thành phần chức luật tính cƣớc điều khiển sách 68 4.4.2 PCEF - Thành phần chức thực thi tính cƣớc điều khiển sách 69 4.5 Các thủ tục điều khiển tính cƣớc sách (PCC) điểm tham chiếu Gx 70 4.5.1 Các tin trao đổi 70 4.5.2 Thủ tục PULL 71 4.5.3 Thủ tục PUSH 77 KẾT LUẬN 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 iv DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sự hội tụ mạng Hình 1.2 IMS tách biệt chức điều khiển với chức khác Hình 1.3 Kiến trúc IMS theo 3GPP Hình 1.4 Kiến trúc chức IMS TISPAN Hình 1.5 SLF định HSS phù hợp 11 Hình 1.6 Đăng ký có yêu cầu bảo mật 12 Hình 1.7 Mơ tả vai trị định tuyến S-CSCF 15 Hình 1.8 Chức điều khiển thơng tin đa phƣơng tiện MRF 16 Hình 1.9 Vị trí điểm tham chiếu IMS 17 Hình 1.10 Điểm tham chiếu Gm 17 Hình 1.11 Điểm tham chiếu Mw 18 Hình 1.12 Điểm tham số Dx 20 Hình 1.13 Điểm tham chiếu Cx 20 Hình 1.14 Điểm tham chiếu ISC 22 Hình 1.15 Quá trình thiết lập gọi từ mạng IMS mạng CS CN ngƣợc lại 25 Hình 1.16 Kiến tr c ph n hệ NASS ETSI TISPAN 27 Hình 1.17 Kiến tr c RACS TISPAN 28 Hình 2.1 Cấu trúc SIP 32 Hình 2.2 Proxy Server 32 Hình 2.3 Hoạt động Proxy Server 32 Hình 2.4 Redirect Server 34 Hình 2.5 Hoạt động Redirect Server 34 Hình 2.6 Giao thức Diameter 37 Hình 2.7 Cấu trúc tin giao thức Diameter 39 Hình 2.8 Lỗi giao thức Diameter 40 Hình 2.9 Lỗi ứng dụng giao thức Diameter 41 Hình 3.1 Kiến trúc mẫu OpenFlow switch 44 v Hình 3.2 Mơ hình mạng OpenFlow đơn giản 45 Hình 3.3 Thứ tự hoạt động gói tin tới chuyển mạch 46 Hình 3.4 Bảng luồng gồm thành phần 47 Hình 3.5 Sơ đồ kiến trúc khối điều khiển NOX 55 Hình 4.1 Kiến tr c kết hợp tảng IMS hạ tầng mạng OpenFlow 63 Hình 4.2 Mối quan hệ PCRF, PCEF với thành phần giao diện Gx 68 Hình 4.3 Các tin trao đổi thủ tục Pull 71 Hình 4.4 Sửa đổi thiết lập kênh truyền mạng truy nhập UE khởi tạo 73 Hình 4.5 Kết th c kênh truyền mạng truy nhập UE khởi tạo 76 Hình 4.6 Các tin trao đổi thủ tục Push 77 Hình 4.7 Sự tƣơng tác PCEF PCRF để sửa đổi phiên kết nối PCRF khởi tạo 78 vi DANH MỤC ẢNG IỂU Bảng 2.1 Bản tin yêu cầu SIP 36 Bảng 2.2 Bản tin đáp ứng SIP 36 Bảng 2.3 Bản tin đáp ứng trƣờng hợp có lỗi xảy 41 Bảng 3.1 Danh sách cổng ảo cho hoạt động chuyển tiếp đƣợc mô tả chuẩn OpenFlow 49 Bảng 3.2 Danh sách giá trị đếm khai báo chuyển mạch OpenFlow 50 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đƣờng dây thuê bao số bất đối xứng AVP Attribute Value Pairs C p giá trị thuộc tính BGCF Breakout gateway control function Chức điều khiển cổng truyền Dịch Nghĩa Tiếng Anh thông BSC Base Station Controller Chức điều khiển trạm gốc CCF Charging Collection Function Chức tính phí tổng hợp CGI Common Gateway Interface Cổng giao diện chung COPS Common Open Policy Services Dịch vụ sách mở chung CS Circuit Switched Chuyển mạch mạch DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Giao thức cấu hình động máy chủ DNS Domain Name System Hệ thống phân giải tên miền EAP Extensible Authentication Protocol Giao thức chứng thực mở rộng ETSI European Telecommunication Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu Standards Institute FTTH Fiber To The Home Cáp quang đến nhà dân GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hổ trợ cổng GPRS GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vơ tuyến gói chung GSM Global System Mobile Hệ thống thông tin di động toàn cầu for communications HSS Home Subscriber Server Máy chủ thuê ao thƣờng trú HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn ản IANA Internet Assigned Numbers Tổ chức cấp phát số hiệu Internet Authority ICID IMS Charging ID Mã tính phí IMS IETF Internet Engineering Task Force Lực Lƣợng Quản Lý Kỹ Thuật IMSI International Mobile Subscriber Khóa nhận dạng thuê ao di động quốc viii Identifier tế ISDN Integrated Services Digital Network Mạng dịch vụ số tích hợp LPDP Local Policy Decision Point Điểm định sách cục MCC Mobile Country Code Mã di động quốc gia MG Media gateway Cổng truyền thông MGC Media gateway controller Điều khiển cổng truyền thông MGCF Media gateway control function Chức điều khiển cổng phƣơng tiện MINE Multipurpose Internet Mail Extension Mạng thƣ điện tử đa mục đích mở rộng MMS Multimedia Message Service Dịch vụ tin nhắn đa phƣơng tiện MNC Mobile Network Code Mã mạng di động MRFC Multimedia Resource Function Chức điều khiển nguồn tài Controller nguyên MRFP Media Resource Function Processor Chức xử lý nguồn tài nguyên MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động MSIN Mobile Subscriber Identification Số xác định thuê ao di động Number NASS Network Attachment Subsystem Phân hệ mạng bổ sung NMSI National Mobile Station Identity Nhận dạng trạm di động quốc gia OCF Online Charging Function Chức tính phí trực tuyến OMA Open Mobile Alliance Liên minh di động mở OSP Open Settlement Protocol Giao thức toán mở PCC Policy and Charging Control Điều khiển tính cƣớc sách PCEF Policy and Charging Enforcement Chức thực thi khiển tính cƣớc PCRF Funtion sách Policy and Charging Rule Funtion Chức luật tính cƣớc sách PDF Policy Decision Function Chức định sách PDP Packet Data Protocol Giao thức liệu gói ix PCEF thành phần chức thực thi chức sách chức tính cƣớc dựa luồng Thực thể nằm chức Gateway nhƣ GGSN GPRS PDG trƣờng hợp WLAN Trong mơ hình đề xuất, thành phần đóng vai trị nhƣ PCEF khối điều khiển NOX Nó cung cấp điều khiển dựa xử lý lƣu lƣợng m t phẳng ngƣời dùng Gateway QoS nó, cung cấp phát luồng dịch vụ liệu tính tốn tƣơng tác cƣớc online offline Với luồng liệu dịch vụ điều khiển sách PCEF cho phép luồng liệu dịch vụ thông qua Gateway cổng phù hợp mở Với luồng liệu dịch vụ điều khiển tính cƣớc PCEF cho phép luồng liệu dịch vụ truyền qua Gateway luật PCC ật và, với tính cƣớc trực tuyến, hệ thống OCS cấp quyền tín dụng áp dụng với khóa Charging PCEF để luồng liệu dịch vụ truyền qua Gateway trình thủ tục tái ủy quyền tín dụng Nếu yêu cầu PCRF, PCEF báo cáo tới PCRF trạng thái luồng liệu dịch vụ liên quan thay đổi Thủ tục đƣợc sử dụng để giám sát kênh truyền IP-CAN dành riêng cho lƣu lƣợng báo hiệu AF 4.5 Các thủ tục điều khiển tính cƣớc sách (PCC) tr n điểm tham chiếu Gx PCRF ra: thông qua điểm tham chiếu Gx, luật PCC đƣợc áp dụng PCEF áp dụng thủ tục sau: 4.5.1 Các ản tin trao đ i + CCR: Bản tin yêu cầu mã lệnh (Command Code Request-CCR): tin định đ t trƣờng mã lệnh 272 R đƣợc thiết lập trƣờng cờ Command Flag, đƣợc gửi tử PCEF tới PCRF để yêu cầu luật PCC cho kênh truyền cung cấp luật định tuyến di động luồng IP Lệnh CCR cung đƣợc gửi từ PCEF tới PCRF để định kênh truyền, luật PCC, ho c kiện liên quan đến quy tắc định tuyến tính di động luồng IP, ho c kết thúc kênh truyền/ phiên kết nối mạng truy nhập 70 + CCA: tin trả lời mã lệnh (Command Code Answer-CCA): tin đƣợc xác định trƣờng Command-Code thiết lập giá trị 272 R đƣợc xóa trƣờng Command Flag, đƣợc gửi tử PCRF tới PCEF để trả lời tin hỏi CCR Nó đƣợc sử dụng để cung cấp luật PCC tạo kiện cho kênh truyền/ phiên để cung cấp chế độ điều khiển kênh truyền sàng lọc cho phiên kết nối truy nhập mạng Nếu PCRF thực gắn kênh truyền, luật PCC đƣợc cung cấp mức kênh truyền + RAR: tin yêu cầu nhận thực (Re-Auth-Request -RAR): tin xác định lập trƣờng Command-Code tới giá trị 258 R đƣợc đ t cờ Command Flag, đƣợc gửi từ PCRF tới PCEF để cung cấp luật PCC dùng thủ tục PUSH bắt đầu cung cấp quy tắc PCC không mong muốn Nếu PCRF thực gắn kênh truyền, luật PCC đƣợc cung cấp mức kênh truyền + RAA: tin trả lời nhận thực (Re-Auth-Answer-RAA): đƣợc định trƣờng Command-Code thiết lập giá trị 258 R đƣợc xóa trƣờng Command Flag, đƣợc gửi từ PCEF tới PCRF để trả lời tin RAR 4.5.2 Thủ tục PULL Cung cấp PCEF yêu cầu, trả lời tin yêu cầu luật PCC đƣợc thực PCEF, PCRF cung cấp luật PCC tin CC-Answer, tin trao đổi nhƣ sau: Hình 4.5 Các tin trao đổi thủ tục Pull 71 Thủ tục Pull đƣợc khởi tạo thiết lập phiên IP-CAN ho c ản tin sửa đổi phiên IP-CAN (CCR-Update) Sự sửa đổi phiên IP-CAN đƣợc thực có điều kiện sau: +Một kênh liệu IP-CAN đƣợc thiết lập, thay đổi ho c kết thúc +Kênh liệu sửa đổi tài nguyên thiết ị ngƣời sử dụng UE khởi tạo đƣợc thiết lập, sửa đổi ho c kết thúc +Một kiện tạo kiện xuất hiện, ví dụ nhƣ cơng nghệ truy nhập vơ tuyến (Radio Access Technology) thay đổi Các trƣờng hợp áp dụng thủ tục PULL: Trường hợp : Thiết lập k nh truyền IP-CAN thiết ị ngƣời d ng khởi tạo sửa đ i k nh truyền IP-CAN đ đƣợc thiết lập 72 Hình S a đổi thiết lập kênh truyền mạng truy nhập UE khởi tạo PCEF nhận áo hiệu kênh truyền IP-CAN ộ tạo kiện cho yêu cầu luật PCC Khuôn dạng ản tin áo hiệu phụ thuộc vào loại mạng truy nhập IPCAN PCEF thông áo cho PCRF sửa đổi phiên kết nối ản tin áo hiệu ƣớc 1, sử dụng ản tin Diameter CCR với c p giá trị CC-Request-Type AVP thiết lập giá trị UPDATE_REQUEST PCEF sử dụng lại phiên Gx DCC tƣơng ứng với phiên kết nối IP-CAN 73 PCRF lƣu trữ thông tin nhận đƣợc ản tin Diameter CCR PCRF gán phiên kết nối IP-CAN tới phiên ứng dụng AF dùng thông tin nhận đƣợc từ PCEF thông tin dịch vụ ao gồm luật PCC lƣu nhƣ minh họa hình 4.4 Nếu PCRF u cầu thơng tin liên quan đến th ao khơng có thơng này, PCRF gửi ản tin yêu cầu tới SPR để lấy thông tin SPR trả lời với thông tin liên quan thuê ao đƣợc yêu cầu thông tin luật PCC dịch vụ đăng ký Đối với sửa đổi phiên kết nối IP-CAN, AF yêu cầu thông áo kiện tƣơng ứng giai đoạn ph n quyền an đầu phiên ứng dụng AF PCRF gửi trả ản tin Diameter RAR với c p giá trị Specific-Action AVP thiết lập để định ộ tạo kiện tạo yêu cầu Nếu ƣớc xảy ra, AF thực ứng dụng thủ tục xác định để trả lời với ản tin Diameter RAA cung cấp thông tin dịch vụ đƣợc cập nhật PCRF lựa chọn luật PCC để cài đ t PCRF kiểm tra luật PCC có cần thiết phải sửa đổi ho c gỡ ỏ Các luật PCC liên quan tới ất kỳ phiên AF liên quan kiểm tra ƣớc ho c giải phóng PCRF mà khơng liên quan đến ất kỳ phiên AF PCRF thực định sách ằng cách định nghĩa chất lƣợng dịch vụ ủy quyền ằng cách định luồng dịch vụ đƣợc mơ tả luật PCC đƣợc kích hoạt ho c không đƣợc phép 10 PCRF lƣu trữ luật PCC sửa đổi 11 Các luật PCC đƣợc cung cấp ởi PCRF cho PCEF dùng ản tin Diameter CCA PCRF cung cấp chất lƣợng dịch vụ ph n quyền 12 PCEF cài đ t luật PCC nhận đƣợc PCEF thực thi chất lƣợng dịch vụ kích hoạt ho c khơng cho phép luồng dịch vụ theo trạng thái luồng luật PCC tƣơng ứng 13 PCEF gửi ản tin trả lời tới áo hiệu kênh truyền ƣớc 14 PCRF khởi động ộ đếm thời gian để chờ yêu cầu sửa đổi ngữ cảnh PDP từ thiết ị ngƣời dùng UE 74 15 PCRF tƣơng tác với PCEF theo hình 4.4 Trường hợp 2: Ngắt k nh truyền kết nối IP-CAN thiết ị ngƣời d ng khởi tạo Xảy kênh truyền đƣợc giải phóng có nhiều kênh truyền khác, phiên kết nối tồn Với chấm dứt kênh truyền mạng truy nhập IP-CAN, có trƣờng hợp sau: - Việc giải phóng kênh truyền khơng g y cho luồng liệu dịch vụ phiên ứng dụng ị hủy; - Việc giải phóng kênh truyền mà g y nhƣng tất luồng liệu dịch vụ phiên ứng dụng ị hủy; - Việc giải phóng kênh truyền mà g y tất luồng liệu dịch vụ phiên ứng dụng ị hủy; 75 Hình Kết thúc kênh truyền mạng truy nhập UE khởi tạo PCEF nhận àn tin yêu cầu ngắt Remove IP-CAN Bearer Request để ngắt kênh truyền kênh truyền khác tồn tại, phiên kết nối chƣa đƣợc giải phóng Khn dạng ản tin yêu cầu tùy thuộc vào loại mạng truy nhập PCEF gửi ản tin Diameter CCR với c p giá trị CC-Request-Type AVP thiết lập giá trị UPDATE_REQUEST gửi tới PCRF, để địn kết th c kênh truyền mạng truy nhập PCRF hồi áo kết th c kênh truyền ằng cách gửi ản tin Diameter CCA PCEF gỡ ỏ luật PCC, luật không đƣợc chuyển tới kênh truyền khác ằng ản tin CCA đƣợc cài đ t kênh truyền PCEF gửi ản tin trả lời Remove IP-CAN Bearer Response 76 4.5.3 Thủ tục PUSH Cung cấp không yêu cầu từ PCEF, PCRF cung cấp luật PCC mà không cần tin yêu cầu tử PCEF, ví dụ để đáp ứng với thông tin cung cấp cho PCRF thông qua điểm tham chiếu Rx, ho c để đáp ứng với kích hoạt nội PCRF Để cung cấp luật PCC mà không cần yêu cầu từ PCEF, PCRF gộp luật PCC tin RA-Request Khơng có tin CCR/CCA đƣợc tạo tin RA-Request PCRF không gửi lệnh RA-request tới PCEF tin RA-Request trƣớc đƣợc hồi đáp cho phiên truy cập mạng kết nối IP (IP-CAN session) Luồng ản tin thủ tục Push nhƣ sau: Hình 4.8 Các tin trao đổi thủ tục Push Lƣu đồ trao đổi tin cung cấp luật PCC thủ tục Push: 77 Hình 4.9 Sự tương tác PCEF PCRF để s a đổi phiên kết nối PCRF khởi tạo PCRF tiếp nhận1 tin khởi động bên ho c ên để đánh giá lại luật PCC định sách phiên kết nối Các kiện khởi động ên ngồi thơng qua trao đổi, tƣơng tác PCRF, AF, SPR PCRF lựa chọn luật PCC đƣợc cài đ t, sửa đổi ho c gỡ bỏ cho phiên kết nối PCRF cập nhật định sách cách xác định QoS đƣợc phân quyền kích hoạt ho c vơ hiệu hóa luồng dịch vụ luật PCC Nếu PCEF điều khiển việc gắn kênh truyền, PCRF thêm vào ho c thay 78 đổi thơng tin chất lƣợng dịch vụ cho định danh lớp chất lƣợng dịch vụ QCI mà áp dụng cho phiên kết nối PCRF lƣu trữ luật PCC đƣợc cập nhật Bƣớc áp dụng chế độ điều khiển kênh truyền (BCM) đƣợc lựa chọn thiết bị ngƣời sử dụng UE PCRF nhận đƣợc kích thích bên ngồi từ AF PCRF khởi động định thời để chờ khởi tạo kênh truyền kết nối, sửa đổi, ho c gỡ bỏ thủ tục đƣợc khởi tạo thiết bị ngƣời sử dụng, nhƣ đƣợc minh họa hình 4.8 trƣờng hợp sau: -Nếu chất lƣợng dịch vụ kênh truyền bị thay đổi; -Ho c hay nhiều mô tả luồng cần đƣợc thêm vào, dừng thực hiện, ho c gỡ bỏ luật PCC liên quan với kênh truyền; -Ho c kết thực thi định sách ƣớc 2, luật PCC cần đƣợc cài đ t PCRF yêu cầu thông tin lọc từ thiết bị ngƣời sử dụng để thực gán kênh truyền Nếu thủ tục kết thúc, sửa đổi, khởi tạo kênh truyền đƣợc khởi tạo thiết bị đầu cuối nhận đƣợc tác động luật PCC thời gian định thời chạy, tất ƣớc hình minh họa khơng đƣợc thực thi ƣớc hình 4.4 ho c hình 4.5 (khi cung cấp dựa thủ tục PULL khâu kết thúc, sửa đổi, thiết lập kênh truyền thiết bị ngƣời sử dụng UE khởi tạo) đƣợc thực thi để thay Nếu định thời hết hạn PCRF yêu cầu thông tin lọc từ thiết bị ngƣời sử dụng để định gán kênh truyền luật PCC đƣợc cài đ t, tất ƣớc hình trình bày phần không đƣợc thực hiện, và phản ứng PCRF lại khơng xác định Một lựa chọn PCRF hủy bỏ phiên chức ứng dụng AF Ngƣợc lại, PCRF tiếp tục ƣớc (cung cấp dựa thủ tục PUSH) hình vẽ phần sau định thời hết hạn PCRF gửi tin trả lời Diameter RAR để yêu cầu PCEF cài đ t, sửa đổi ho c gỡ bỏ luật PCC cập nhật định sách 79 Với loại mạng truy nhập, nơi PCRF điều khiển kênh truyền kết nối, nhƣ GPRS, PCRF xác định kênh truyền kết nối cho luật PCC chất lƣợng dịch vụ đƣợc ủy quyền PCRF cung cấp luật PCC QoS ủy quyền cho vài kênh truyền tin RAR PCEF cài đ t, sửa đổi ho c gỡ bỏ luật PCC PCEF thi hành QoS đƣợc ủy quyền cho phép ho c vô hiệu hóa luồng lƣu lƣợng dịch vụ theo trạng thái luật PCC tƣơng ứng Nếu thông tin chất lƣợng dịch vụ đƣợc nhận định danh lớp chất lƣợng dịch vụ QCI, PCEF thiết lập/ cập nhật giới hạn MBR mà PCEF gán cho kênh truyền non-GBR cho QCI PCEF gửi ản tin RAA để trả lời ản tin RAR PCEF thông áo cho PCRF kết hoạt động luật PCC Nếu thủ tục khởi tạo mạng áp dụng cho luật PCC kênh truyền kết nối tƣơng ứng đƣợc thiết lập ho c sửa đổi để phù hợp với việc gán kênh truyền PCEF từ chối kích hoạt luật PCC - Nguyên tắc hoạt động: Mỗi yêu cầu từ PCEF PCRF cung cấp ho c nhiều quy tắc PCC cho yêu cầu Các PCRF thực hoạt động luật PCC phƣơng pháp sau: - Để bật ho c tắt quy tắc đƣợc xác định trƣớc PCC PCEF, PCRF cung cấp tham chiếu tới luật PCC c p giá trị thuộc tính Charging-Rule-Name AVP hành động đƣợc yêu cầu cách chọn ho c c p giá trị thuộc tính ChargingRule-Install AVP ho c c p g trị thuộc tính Charging-Rule-Remove AVP - Để cài đ t ho c sửa đổi luật PCC đƣợc cung cấp PCRF, PCRF cung cấp c p giá trị thuộc tính Charging-RuleDefinition AVP tƣơng ứng c p giá trị thuộc tính Charging-Rule-Install AVP - Để loại bỏ quy tắc PCC mà trƣớc đ y đƣợc đƣợc cung cấp PCRF, PCRF cung cấp tên quy tắc PCC giá trị c p giá trị thuộc tính Charging-Rule-Name AVP c p giá trị thuộc tính Charging-RuleRemove AVP - Nếu, với truy cập cụ thể, PCRF thực ràng buộc truyền dẫn, PCRF di chuyển luật PCC cài đ t trƣớc ho c luật PCC kích hoạt từ 80 đƣờng truyền dẫn tới đƣờng truyền khác PCRF kết hợp nhiều hoạt động quy tắc PCC câu lện đơn Khi UE khởi tạo thủ tục thay đổi tài nguyên, PCRF cung cấp luật PCC mà liên quan đến thay đổi tài nguyên UE cấu lệnh CCA tƣơng ứng Để kích hoạt luật PCC định nghĩa trƣớc PCEF, tên luật c p giá trị thuộc tính Charging-Rule-Name AVP đƣợc cung cấp c p giá trị thuộc tính Charging-Rule-Install AVP nhƣ tham chiếu tới luật định nghĩa trƣớc Để kích hoạt nhóm luật PCC đƣợc định nghĩa trƣớc PCEF (ví dụ khách hàng vàng ho c dịch vụ chơi game) c p giá trị thuộc tính ChargingRule-Base-Name AVP đƣợc cung cấp c p giá trị thuộc tính ChargingRule-Install AVP nhƣ tham chiếu đến nhóm luật PCC đƣợc xác định trƣớc Để cài đ t ho c sửa đổi luật PCC định nghĩa trƣớc đƣợc cài đ t PCRF, c p giá trị thuộc tính Charging-Rule-Definition AVP đƣợc sử dụng Nếu luật PCC có tên tồn PCEF, nhƣ đƣợc cung cấp c p giá trị thuộc tính Charging-Rule-Name AVP c p giá trị thuộc tính ChargingRuleDefinition AVP, luật PCC cập nhật cho luật đƣợc cài đ t Nếu luật PCC tồn có thuộc tính đƣợc bao gồm định nghĩa luật PCC thuộc tính có bị ghi đè lên Bất ký thuộc tính luật PCC tồn khơng có định nghĩa luật PCC đƣợc giữ nguyên Sau cài đ t ho c kích hoạt luật PCC, PCEF thực ràng buộc kênh truyền dựa QCI ARP luật PCC lựa chọn kênh truyền mạng truy nhập kết nối IP nơi luật PCC đƣợc cung cấp đƣợc áp dụng Sau sửa đổi QCI và/ho c ARP tất quy tắc PCC đƣợc ràng buộc với kênh truyền, PCEF sửa đổi QCI và/ho c ARP cho kênh truyền Để tắt luật PCC đƣợc định nghĩa trƣớc ho c gỡ bỏ luật PCC PCRF cung cấp, c p giá trị thuộc tính Charging-Rule-Name AVP cần đƣợc cung cấp c p giá trị thuộc tính Charging-Rule-Remove AVP 81 KẾT LU N Với nội dụng đ t nghiên cứu giải pháp đề xuất mô hình cho phép liên kết kiến trúc IMS với hạ tầng mạng OpenFlow nhằm nâng cao chất lƣợng dịch vụ môi trƣờng IMS Trong luận văn này, tác giả ƣớc giới thiệu cách tổng quát kiến trúc mạng IMS, vai trò chức thành phần, số giao thức sử dụng môi trƣờng IMS, nhƣ công nghệ mạng OpenFlow Tác giả phân tích rõ đƣợc tính ƣu việt cơng nghệ OpenFlow, từ đƣa mơ hình liên kết kiến trúc IMS với công nghệ mạng OpenFlow nhằm nâng cao chất lƣợng dịch vụ mạng mơi trƣờng IMS Trong mơ hình liên kết này, tác giả làm rõ vai trò chức thành phần liên kết Tập trung nghiên cứu mơ hình điểm tham chiếu Gx, đ y giao diện kết nối hai thành phần quan trọng việc đinh sách chất lƣợng dịch vụ PCRF PCEF Các thành phần chức chế định sách QoS, nhƣ thực thi sách QoS đƣợc đề cập đến luận văn Bên cạnh tác giả trình ày thủ tục điều khiển tính cƣớc điều khiển sách chất lƣợng dịch vụ áp dụng mơ hình liên kết OpenFlow cơng nghệ mạng tiên tiến, làm thay đổi tồn kiến trúc Network tƣơng lai Việc nghiên cứu cần thiết tiêu điểm nghiên cứu phát triển nhiều tổ chức viễn thông lớn nhƣ công ty công nghệ hàng đầu giới nhƣ HP, IBM, CISCO Với phạm vị luận văn này, tác giả nghiên cứu m t lý thuyết, chƣa có điều kiện trải nghiệm thực tế nhƣ thực môi trƣờng test-bed, nên đánh giá đƣợc cách xác hiệu mà mang lại Tuy nhiên, với kết đạt đƣợc luận văn này, hy vọng cung cấp kiến thức bổ ích cho ngƣời đọc, gi p cho ngƣời đọc dễ dàng tiếp cận với cộng nghệ OpenFlow Tôi xin chân thành cảm ơn! 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO Gilles Bertrarfd, (2007), “The IP Multimedia subsystem in Next Generation Networks,” newspapers Julius Mueller, Thomas Magedanz, (October 2012), “Towards a generic application aware network resource control function for Next-GenerationNetworks and beyond”, ISCIT 2012, Page(s): 877 – 882, Australia Koumaras, H et al, (October 2011), “A QoE-aware IMS infrastrusture for multimedia services”, ICUMT 2011, Page(s): 5-7, Budapest, Hungary Luc De Ghein, “MPLS Fundamentals,” No.1897 Markus Fiedler, et al, (2010), “A Generic Quantitative Relationship between Quality of Experience and Quality of Service”, IEEE Network Special Issue on Improving QoE for Network Services, Vol.24, Isue.2 Page(s): 36 – 41 Miikka Poikselka, George Mayer, Hisham Kharta il and Aki Niemi, “The IMS – IP Multimedia Concepts and Services,” John Wiley & Sons 2nd Miikka Poikselka, George Mayer, Hisham Kharta il and Aki Niemi, “The IMS – IP Multimedia Concepts and Services in the Mobile Domain,” John Wiley & Sons Nguyen Tai Hung, Truong Thu Huong, Nguyen Huu Thanh, “QoE-aware Resource Provisioning and Adaptation in IMS-based IPTV Using OpenFlow” 83 Paul Göransson, Chuck Black, (2014), Software Defined Networks, Morgan Kaufmann is an imprint of Elsevier, 225 Wyman Street, Waltham, MA 02451, USA 10 OpenFlow Project and Protocol, http://www.openflow.org/ 11 Web: diễn đàn VNTelecom, chủ đề “IMS – IP Multimedia Subsystem” http://vntelecom.org/diendan/showthread.php?t=438 12 Web: diễn đàn VNTelecom, chủ đề “Open http://vntelecom.org/diendan/showthread.php?t=731 13 Web: Open Source IMS: http://www.openimsscore.org/ 84 IMS Core”: ... Provider? ?và đƣợc mở rộng tƣơng lai không xa Với mục đích nghiên cứu cơng nghệ xu hƣớng phát triển, luận văn em tập trung vào: ? ?Nghiên cứu giao thức chế cho phép liên kết kiến trúc IMS với hạ tầng. .. chế cho phép liên kết kiến tr c IMS với hạ tầng mạng OpenFlow – Đề xuất chế thực thi sách chất lƣợng dịch vụ môi trƣờng IMS  Kết luận Do nội dung kiến thức đề tài rộng, điều kiện khả hạn chế. .. Hình 1.3 Kiến trúc IMS theo 3GPP Theo TISPAN, kiến trúc IMS hạ tầng điều khiển dịch vụ nhƣ đƣợc minh họa hình sau: Hình 1.4 Kiến trúc chức IMS TISPAN Chi tiết lớp thành phần kiến tr c IMS đƣợc